孔板流量計(jì),具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、性能穩(wěn)定等特點(diǎn),并且廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、供熱、供水等領(lǐng)域的過程控制和測(cè)量。但孔板流量計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的時(shí)候,還是會(huì)遇到一些問題,經(jīng)常會(huì)由于一些客觀的因素而導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果誤差較大,下面就給大家主要介紹下提高
孔板流量計(jì)測(cè)量精度的方法:
1、孔板流量計(jì)進(jìn)行逐臺(tái)標(biāo)定:大家都知道,標(biāo)準(zhǔn)孔板只要設(shè)計(jì)制造參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),不需要實(shí)流標(biāo)定就可以直接使用。因?yàn)榱鞒鱿禂?shù)可以直接由軟件算出,但是計(jì)算機(jī)計(jì)算畢竟的比較理想的,和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境還是有一定差別的,所以,為了保證測(cè)量精度,建議對(duì)每臺(tái)流量計(jì)進(jìn)行實(shí)流標(biāo)定,把標(biāo)定出的流出系數(shù)和計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比對(duì),算出差值,進(jìn)行修正。
2、溫度對(duì)孔板流量計(jì)的影響及其修正,流體溫度變化引起密度的變化,從而導(dǎo)致差壓和流量之間的關(guān)系變化,其次,溫度變化引起管道內(nèi)徑,孔板開孔的變化,對(duì)溫度變化的修正,就是采取溫度儀表測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)溫度進(jìn)而輸入到二次儀表中來修正溫度變化而導(dǎo)致的誤差。
3、可膨脹性校正:孔板流量計(jì)測(cè)量蒸汽,氣體流量時(shí),必須進(jìn)行流體的可膨脹性校正,具體校正系數(shù)可以參照節(jié)流裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)。
4、雷諾數(shù)修正,孔板流量計(jì)的流量系數(shù)和雷諾數(shù)之間有確定的關(guān)系,當(dāng)質(zhì)量流量變化時(shí),雷諾數(shù)成正比變化,因而引起流量系數(shù)的變化。
5、蒸汽質(zhì)量流量的計(jì)算,孔板流量計(jì)測(cè)量蒸汽時(shí),先由差壓信號(hào)求得流量值,再由蒸汽溫度,壓力值查表得出密度,來計(jì)算蒸汽流量質(zhì)量。
以上內(nèi)容,是關(guān)于提高孔板流量計(jì)測(cè)量精度方法的介紹。在采取方法之前,需要對(duì)孔板流量計(jì)測(cè)量精度不準(zhǔn)確的原因進(jìn)行分析和了解。
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通??装?font data-color="#0268CA">流量計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確度能夠滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求,但在實(shí)際使用中,由于節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用不符合標(biāo)準(zhǔn)要求等原因,影響了流量的測(cè)量準(zhǔn)確度。通過對(duì)孔板節(jié)流裝置測(cè)量原理、安裝要求、儀表的選擇等因素的分析,指出影響孔板流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度的根本因素是節(jié)流裝置的幾何形狀和流動(dòng)狀態(tài)是否偏離設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。只有使流量計(jì)在正確的工況下運(yùn)行,才能減少計(jì)量誤差,確保計(jì)量準(zhǔn)確度。
天然氣計(jì)量中,使用較多的是孔板流量計(jì),它由節(jié)流裝置、導(dǎo)壓管、差壓計(jì)、壓力計(jì)和溫度計(jì)等組成。正常情況下,它的測(cè)量準(zhǔn)確度能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和石油部標(biāo)準(zhǔn)的要求。但在實(shí)際工作中,由于節(jié)流裝置設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用不符合標(biāo)準(zhǔn)要求,參數(shù)選擇不當(dāng),用戶負(fù)荷變化,人工取值不準(zhǔn)等原因,都不同程度地影響著流量測(cè)量的準(zhǔn)確度。因此,找出孔板流量計(jì)測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因及解決辦法是關(guān)系到計(jì)量準(zhǔn)確的重要工作。
1.節(jié)流裝置
1.1 孔板制造及安裝
采用孔板流量計(jì)時(shí),對(duì)孔板加工的技術(shù)要求十分嚴(yán)格,必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或部頒標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定,否則,會(huì)給天然氣流量測(cè)量結(jié)果帶來誤差。
(1)孔板偏心:實(shí)驗(yàn)表明,孔板偏心引起的計(jì)量誤差一般在2%以內(nèi),孔徑比β值愈高,偏心率影響愈大,所以,應(yīng)避免采用β值高的孔板。
(2)孔板彎曲:由于安裝或維修不當(dāng),使孔板發(fā)生彎曲或變形,導(dǎo)致流量測(cè)量誤差較大。在法蘭取壓的孔板上進(jìn)行測(cè)試結(jié)果,孔板彎曲產(chǎn)生的最大誤差約為3.5%。
?。?)節(jié)流裝置內(nèi)突出物:節(jié)流裝置中伸入管內(nèi)的墊片、焊縫等也會(huì)使流量測(cè)量產(chǎn)生一定的誤差,誤差大小與突出物的位置、孔板與突出物的距離以及突出高度有關(guān)。試驗(yàn)證明,當(dāng)β=0.7,突出物體位于孔板上游2倍管徑處時(shí),產(chǎn)生的誤差最大;若突出物位于上游孔板處,誤差為16%~50%,若將突出物位于孔板下游時(shí),對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確度的影響要小些。
1.2 提高計(jì)量準(zhǔn)確度途徑
(1)管道要求:國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)計(jì)量管長(zhǎng)度、直管、圓度和內(nèi)表面粗糙度等都有嚴(yán)格的技術(shù)要求。當(dāng)計(jì)量管最小長(zhǎng)度不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí),會(huì)給流量測(cè)量結(jié)果帶來偏差,其大小與孔徑比β和雷諾數(shù)有關(guān),所以必須在孔板前面的直管上安裝整流器,才能保證計(jì)量準(zhǔn)確度。
(2)安裝要求:孔板入口端面必須與管道軸線垂直,其偏差不能超過1度。安裝孔板時(shí)要注意裝入管道的方向,嚴(yán)禁反裝,必須符合標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同軸度公差的要求。法蘭、孔板與取壓裝置之間的密封墊片厚度不得大于0.03D。墊片的安裝不得突入直管段內(nèi)或取壓裝置內(nèi)腔,不得擋住取壓口及引起取壓位置的改變。新建站場(chǎng)必須在管道吹掃并運(yùn)行幾天后,再將孔板安裝到節(jié)流裝置上,以免孔板被氣體中的液、固體雜質(zhì)損傷或污染。
2.儀表選擇
要正確選擇與使用差壓計(jì),差壓計(jì)量程過大,流量較小,差壓計(jì)工作在30%以下,會(huì)大大降低流量測(cè)量準(zhǔn)確度,當(dāng)計(jì)量流量減小后,要及時(shí)更換差壓計(jì)的量程彈簧或孔板規(guī)格,否則,差壓誤差會(huì)成倍增加。
在選擇儀表差壓值時(shí),既要考慮孔徑比β,又要使經(jīng)過孔板壓力損失后的壓力能滿足生產(chǎn)需要。法蘭取壓β值應(yīng)在0.15~0.7之間,這樣既可保證計(jì)量準(zhǔn)確度,又可以減少壓力損失。
3.脈動(dòng)流的影響
?。?)脈動(dòng)流的起因。管道中氣體的流速和壓力發(fā)生突然變化,造成脈動(dòng)流,它能引起差壓的波動(dòng),使記錄曲線變成一個(gè)寬帶。①天然氣井若為氣水同產(chǎn),這些井的計(jì)量差壓均發(fā)生波動(dòng);②長(zhǎng)輸管道或氣田管道積液造成計(jì)量差壓波動(dòng);③天然氣壓縮機(jī)的使用使計(jì)量差壓發(fā)生波動(dòng);④氣井之間的壓力干擾造成的差壓波動(dòng);⑤用戶用氣不均衡,氣量在瞬間發(fā)生急劇變化,供氣調(diào)壓閥突然開大或關(guān)小也會(huì)導(dǎo)致差壓波動(dòng)。
?。?)抑制脈動(dòng)流的方法。①消除或遠(yuǎn)離脈動(dòng)源:采取控水采氣;采用高效分離器,加強(qiáng)氣水分離;對(duì)積存在計(jì)量管段、導(dǎo)壓管、流量計(jì)高低壓波紋管室中及管道中的凝析液應(yīng)及時(shí)吹掃或清管。②控制計(jì)量管段下流閥:實(shí)踐證明,控制下流閥對(duì)各類脈動(dòng)源引起的差壓波動(dòng)都有抑制作用。③加裝緩沖罐:可在測(cè)量管段前加裝緩沖罐,可儲(chǔ)存和釋放氣體的能量,有效地平抑各種脈動(dòng)源引起的差壓波動(dòng),也可設(shè)置專門的脈動(dòng)衰減器。④提高差壓和孔徑比β:對(duì)于同一條計(jì)量管道,若要提高差壓,就要降低孔板直徑,使孔徑比β降低,為了使差壓和孔徑終都提高,必須相應(yīng)減小計(jì)量管管徑。⑤安裝調(diào)壓閥:在測(cè)量點(diǎn)前入口處加裝調(diào)壓閥,穩(wěn)定輸出壓力,可有效地減少脈動(dòng)現(xiàn)象對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確度的影響。
4.結(jié)束語
影響孔板流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度的根本原因是節(jié)流裝置的幾何形狀和流動(dòng)狀態(tài)是否偏離設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。因此,在實(shí)際使用中,應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求定期對(duì)節(jié)流裝置、孔板、雙波紋差壓計(jì)進(jìn)行檢查和調(diào)校,這樣才能減少計(jì)量誤差,確保計(jì)量準(zhǔn)確度。
孔板流量計(jì)是將標(biāo)準(zhǔn)孔板與多參量差壓變送器(或差壓變送、溫度變送器及壓力變送器)配套組成的高量程比差壓流量裝置,可測(cè)量氣體、蒸汽、液體及天然氣的流量。
孔板流量計(jì)提高計(jì)量精度的措施
1.消除氣流中的脈動(dòng)流
管道中由于氣體的流速和壓力發(fā)生突然變化,造成脈動(dòng)流,它能引起差壓的波動(dòng),而節(jié)流裝置的流量計(jì)算公式是以蘭孔板的穩(wěn)定流動(dòng)為基礎(chǔ)的,當(dāng)測(cè)量點(diǎn)有脈動(dòng)現(xiàn)象時(shí),穩(wěn)定原理不能成立,從而影響測(cè)量精度,產(chǎn)生計(jì)量誤差。
脈流流量總不確定度等于按GB/T2624-93計(jì)算的測(cè)量誤差與脈動(dòng)附加不確定度的合成。
ET-脈動(dòng)附加不確定度,無量綱; -軸向時(shí)均速度,m/s; -速度脈動(dòng)分量均方根值,m/s。(公式應(yīng)用條件 ≤0.32)
因此,為了保證天然氣計(jì)量精度,必須抑制脈動(dòng)流。常用的措施有:
(1)在滿足計(jì)量能力的條件下,應(yīng)選擇內(nèi)徑較小的測(cè)量管,提高差壓和孔徑比;
(2)采用短引壓管線,減少管線中的阻力件,并使上下游管線長(zhǎng)度相等,減少系統(tǒng)中產(chǎn)生諧振和壓力脈動(dòng)振幅增加;
(3)從管線中消除游離液體,管線中的積液引起的脈動(dòng)可采用自動(dòng)清管系統(tǒng)或低處安裝分液器來處理。
2.計(jì)量裝置的設(shè)計(jì)安裝應(yīng)符臺(tái)SY/T 6143-1996
由于影響孔板流量計(jì)測(cè)量精度的根本原因是節(jié)流裝置的幾何形狀和流動(dòng)動(dòng)態(tài)是否偏離設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。因此在使用過程中必須定期做好系統(tǒng)的校檢、維護(hù)工作,對(duì)于實(shí)際使用中的壓力、溫度、流量等工況參數(shù)的變化,應(yīng)進(jìn)行及時(shí)修正??刹捎萌a(bǔ)償?shù)牧髁坑?jì)算機(jī)的積算方案,以減少計(jì)量誤差,確保計(jì)量精度。
3.避免人為計(jì)量誤差
加強(qiáng)計(jì)量管理,提高操作人員技術(shù)素質(zhì),積極引進(jìn)吸收國(guó)外先進(jìn)的天然氣計(jì)量技術(shù)。標(biāo)準(zhǔn)孔板是由機(jī)械加工獲得的一塊圓形穿孔的薄板。它的節(jié)流孔圓筒形柱面與孔板上游端面垂直,其邊緣是尖銳的,孔板厚與孔板直徑比是比較小的。